DE2135767C3 - Trimmerkondensator und Verfahren zu dessen Herstellung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Trimmerkondensator gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und ein Verfahren zu dessen Herstellung.

Ein Trimmerkondensator nach dem Oberbegriff des

Anspruchs 1 ist aus der DE-AS 12 95 033 bekannt Bei diesem bekannten Trimmerkondensator ist die rohrförmige Metallelektrode als Band ausgebildet und wird durch einen koaxial zum Band liegenden Glaszylinder im dielektrischen Körper gehalten. In der bekannten Anordnung ist die erreichbare maximale Kapazität durch die Dicke des Glaszylinders begrenzt, der aus Gründen der mechanischen Festigkeit eine besJmmte Dicke nicht unterschreiten darf.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen

Trimmerkondensator der eingangs genannten Art derart auszubilden, daß eine veränderliche Kapazität in einem Bereich zwischen Null und sehr hohen Kapazitntswerten erhalten wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst daß die dünne rohrförmige Elektrode aus einer radial gewickelten Spirale mit einer einzigen Windung besteht. Das Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Trimmerkondensators ist dadurch gekennzeichnet daß zur Herstellung der Metallelektrode eine dünne Metallschicht mit einem Abschnitt einer dünnen, biegsamen, dielektrischen Folie verbunden wird, die Folie und die Metallschicht spiralförmig zur Bildung einer einzigen metallischen Spiralwicklung aufgewickelt werden und die Folie und die Metallschicht zur Herstellung eines mr-nolithischen, homogenen, dielektrischen Körpers gebrannt werden, in dem die Metallschicht als Elektrode eingebettet ist

Als Folge dieses Herstellungsverfahrens wird ein sehr dünnes Dielektrikum zwischen den beiden Elektroden des Trimmerkondensators erhalten, ohne daß dadurch die Herstellung des Kondensators kompliziert wird.
Jn den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt Es zeigen:

F i g. 1 einen Längsschnitt des Trimmerkondensators,

F i g. 2 in vergrößertem Maßstab eine Ansicht im Schnitt nach der Linie 2-2 in F i g. 1,

■to F i g. 3 eine Draufsicht auf eine dielektrische Folie und eine Metallschicht in einer Stufe des Verfahrens zur Herstellung des rohrförmigen Trimmerkondensator,

F i g. 4 einen Längsschnitt nach der Linie 4-4 in F i g. 3,

F i g. 5 eine Draufsicht auf den rohrförmigen Trimmerkondensator in einer anderen Stufe seines Herstellungsverfahrens,

F i g. 6 einen Schnitt nach der Linie 6-6 in F i g. 5,

F i g. 7 einen Längsschnitt nach der Linie 7-7 in F i g. 6,

F i g. 8 eine Draufsicht ähnlich der F i g. 3, welche eine weitere dielektrisch!.· Folie und eine Metallschicht zur Herstellung eines rohrförmigen LC- Blindwiderstandes zeigt,

Fig.9 eine Draufsicht des rohrförmigen LC-Blindwiderstandes,

F i g. 10 in vergrößertem Maßstab eine Teilansicht im Längsschnitt nach der Linie 10-10 in F i g. 9,

Fig. 11 eine Ansicht im Schnitt nach der Linie 11-11 in Fig. 10und

F i g. 12 eine Ersatzschaltung für den Blindwiderstand nach Fig. lOund 11.

Der in F i g. 1 und 2 dargestellte Trimmerkondensator 20 ist zur Befestigung an einem Schalttafelfeld bestimmt und weist eine mit einem Außengewinde versehene Hülse 22 aufj die in eine Öffnung in einem Schalttafelfeld eingesetzt und durch eine Mutter 24 festgeschraubt werden kann, die auf die Hülse aufgeschraubt wird. Die Hülse ist mit einem ringförmigen Flansch 26 ausgebildet Und trägt einen rohrförmigen dielektrischen Körper 50,

der an dem Flansch 26 durch ein Metallband 30 befestigt ist, das durch ein Lötmittel 32 gehalten wird. Innerhalb des rohrförmigen Körpers 50 befindet sich eine spiralig eingebettete Elektrode 54 und am offenen Ende des Körpers 50 ist eine elektrisch leitende metallische Endkappe 62 in Kontakt mit der eingebetteten Elektrode 54 angeordnet Am äußeren freien Ende des Körpers 50 befindet sich ein Metallband oder eine metallische Auflage, die haftend mit dem Körper verbunden ist und den einen Anschluß 34 des Trimmerkondensators bildet Ein Draht 33 ist durch ein Lötmittel 36 mit dem Anschluß 34 zur Verbindung mit einem äußeren Stromkreis verbunden. Der Körper 50 und der Anschluß 34 bilden einen stationären Teil oder Stator des Trimmerkondensators 20.

Innerhalb des Körpers 50 ist ein elektrisch leitender metallischer Kolben 28 gleitbar angeordnet Der Kolben 28 hat an seinem rechten Ende, wie in F i g. 1 gezeigt, Umfangskontakt mit der Innenwand des Körpers 50. Im linken Ende des Kolbens 28 befindet sich mit Preßsitz ein Propfen 55, der an einem mit einem Gewinde versehenen axialen Schaft 56 befestigt ist welcher mit einer Gewindebohrung 58 der Hülse 22 in Eingriff steht Der Kolben 28 wird axial im Körper 50 bewegt indem der Schaft 56 gedreht wird, dessen äußeres Ende 61 mit einem Schlitz versehen ist in welchen ein Schraubenzieher eingesetzt werden kann. Eine Mutter 60 auf dem Schaft kann festgezogen werden, um diesen festzustellen und dadurch eine Längsbewegung des beweglichen Kolbens 28 zu verhindern. Wenn gewünscht, kann die Hülse 22 verjüngt sein und in der Umfangsrichtung eingeschnitten sein, um dadurch das Endspiel des Schaftes 56 wesentlich zu verringern, wenn er in die Bohrung 58 eingeschraubt wird. Das eine Ende eines Drahtes 65 kann durch Lötmittel 63 mit einem Anschluß 64 an der Hülse 22 verbunden werden. Wie ersichtlich, wird durch eine axiale Bewegung des Kolbens 28 mit Bezug auf die Elektrode 54 die Kapazität und somit der Kapazitive Blindwiderstand des Kondensators 20 verändert

Der in F i -. 1 und 2 dargestellte Trimmerkondensator 20 kann in sehr kleiner Größe hergestellt werden. Der Kondensator kann mit einer sehr großen Kapazität hergestellt werden, da die Wandstärke zwischen der eingebetteten Elektrode und dem Kolben 28 ein Zehntel der Dicke zwischen dem Innen- und dem Außendurchmesser des Körpers 50 betragen kam

Fig. 3—7 zeigen die Verfahrensstufe bei der Herstellung des Körpers 50. In F i g. 3 ist eine rechteckige dielektrische Folie 70 dargestellt, die aus einem unabgebundenen i'ngebrannten glasartigen Material oder aus einem keramischen Stoff, aus Glas, einem thermoplartischen Stoff oder aus einem nicht erhärteten, hitzehärtbaren Kunststoff bestehen kann, auf welche eine dünne Metallschicht 54' aufgebracht wird. Diese Schicht kann aus Silber, Gold oder dergleichen sein und durch Aufdampfen oder andere bekannte geeignete Ve-fabren aufgebracht werden. Die Schicht 54' kann eine Dicke von etwa 7,6 μπι haben, während die Folie 70 eine Dicke von nur 25,4 μπι haben kann, wobei die Wandstärke des Körpers 50 das Zehnfache der Dicke der Folie 70 betragen kann. Die Folie 70 und die Schicht 54' sind sehr biegsam Und können spiraÜg um einen zylindrischen Dorn 75 herumgewickelt werden, der in F i g< 5,6 und 7 gezeigt ist Die Metallschicht 54' ist zwischen den inneren Und äußeren Windungen der Folie 70 eingebettet und bildet eine einzige spiralige Windung, wie sich am besten ails Fig,6 ergibt. Wie ersichtlich, wird die Schicht 54' anfänglich an der einen Kante 73 der Folie 70 angeordnet und befindet sich von den Seitenkanten 74,76 im Abstand, kann jedoch näher der Kante 76 liegen. Nachdem die Folie und die Schiciit um den Stab 75 herumgewickelt worden sind, wie in Fig.7 gezeigt, kann das Brennen erfolgen, um die Windungen der Folie 70 miteinander zu verbinden und den in F i g. 1 und 2 gezeigten rohrförmigen Körper 50 zu bilden. Die auf den Dorn gewickelte Folie kann so gebrannt werden, daß die Kante 76 der Folie, die in F i g. 6 gezeigt ist eliminiert wird und eine vollkommen runde Form, wie in F i g. 2 gezeigt, unter Verwendung einer rohrfötmigen Halterung erhalten wird. Gegebenenfalls kann nach dem Brennen der Außendurchmesser geschliffen werden, um eine glatte zylindrische Außenfläche zu erhalten. In jedem Falle wird nach dem Brennen aus dem Zylinder ein zylindrischer Körper erhalten, in welchem die Elektrode 54 eingebettet ist

Fig. 8 zeigt eine weitere dünne biegsame dielektrische Folie 80, auf welche eine Elektrode 82 aufgebracht ist die sich über die volle Breite des -folie zwischen den Kanten 84 und 86 erstreckt sich jedoch von den Seitenkanten 87,88 im Abstand befindet Diese Folie 80 kann auf einen Stab oder einen Dorn ähnlich de·¹! Stab 75 so aufgewickelt werden, daß die Elektrode 82 eine spirale Form erhält Nach dem Brennen der gewickelten Folie 80 ist eine spiralige Elektrode 82a in einem homogenen integrierten rohrförmigen Körper 80a eingebettet wie in F i g. 9,10 und 11 gezeigt ist und erstreckt sich über die volle Länge des Körpers 80a. Eine dünne metallische und schraubenförmig verlaufende Schicht 90 kann auf die Außenseite des Körpers 80a über seine volle Länge aufgebracht werden. Mit den entgegengesetzten Enden der durch die Schicht 90 gebildeten leitenden Spule können Drähte 92, 94 verbunden werden. Ein weiterer Draht 96 kann mit der Elektrode 82a verbunden werden. Dies kann dadurch geschehen, daß ein Schlitz 98 an der Innenseite des Körpers 80a gebildet wird, um die Elektrode 82a freizulegen, wie in F i g. 10 gezeigt ist.

F i g. 12 zeigt die Ersatzschaltung 100 des Blindwiderstands 50a. Die gewickelte Schicht 90 ist eine Induktivität und die Elektrode 82a ist eine Kondensator· elektrode und bildet im Stromkreis einen '/,apazitiven Blindwiderstand, der als elektronisches Filter, als Schwingkreis oder als passives LC-Glied dienen oder andere elektronische Schaltungsfunktionen erfüllen kann. Der Draht 92 kann als Eingangsanschluß der Ersatzschaltung 100 dienen, während der Draht 94 als Ausgangsanschluß dient und der Draht % die Verbindung zu Mai.se herstellt. Der Blindwiderstand 50a kann gegebenenfalls mit dem Kolben 28 (Fig. 1) zur Bildung eines Teils eines verstellbaren Blindwiderstandes .nii einem festen induktiven Blindwiderstand und einem veränderlichen kapazitiven Blindwiderstand verwendet werden.

Der rohrförmige Körper 50 bzw. der Blindwiderstand 50a haben robuste monolithische Bauformen, welche Formbeständigkeit, Beständigkeit der elektrischen Parameter und mechanische Festigkeit gegen Stöße und Schwingungen gewährleisten. Sie können Verhältnismäßig billig in sehr kleinen oder Miniaturgrößen zur Verwendung in Verbindung mit gedruckten Schaltungen, Transistoren usw. hergestellt werden. Sie können erweiterte Veränderliche Kapazitätsbereiche von Null bis zu ziemlich hohen Kapazitätswerten haben.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Trimmerkondensator, bei welchem ein Kolben in Längsrichtung in einem rohrförmigen monolithischen und homogenen dielektrischen Körper beweglich ist, wobei der Kolben als erste Elektrode dient und eine dünne rohrförmige Metallelektrode koaxial zum rohrförmigen Körper in diesen eingebettet ist und diese rohrförmige Elektrode einen elektrischen Anschluß aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die dünne rohrförmige Elektrode (54) aus einer radial gewickelten Spirale mit einer einzigen Windung besteht

2. Trimmerkondensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrode (54) axial kürzer als der dielektrische Körper (50) ist und sich von einem Ende desselben axial nach innen erstreckt

3. Trimmerkondensator nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Schraubenförmige metallische Schicht (90), die mit der Außenseite des Körpers (80a) haftend verbunden ist, um für sich eine induktivität und in Verbindung mit der im Körper eingebetteten Elektrode (82a) eine Kapazität zu bilden.

4. Trimmerkondensator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die schraubenförmige Schicht (90) sich axial über die volle Länge des Körpers ($ßä) erstreckt und die Elektrode axial die gleiche Länge wie der Körper (80a) hat, so daß sie sich von dem einen Ende desselben zum anderen erstreckt

5. Verfahren zur Herstellung eines Trimmerkondensators nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet daß zur Herstellung der Metallelektrode eine dünne Metallschicht (54') mit einem Abschnitt einer dünnen, biegsamen, dielektrischen Folie (70, 80) verbunden wird, iie Folie und die Metallschicht spiralförmig zur Bildung einer einzigen metallischen Spiralwicklung aufgewickelt werden und die Folie und die Metallschicht zur Herstellung eines monolithischen, homogenen, dielektrischen Körpers gebrannt werden, in dem die Metallschicht als Elektrode eingebettet ist.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine dünne, schraubenförmige, leitende weitere Schicht (90) an der Außenseite des Körpers (80a) zur Bildung einer Induktivität auf diesem haftend aufgebracht wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß mit den Enden der Induktivität (90) und der Elektrode (82a) Leiter (92, 92, 96) verbunden werden.

8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht eine Dicke von 25 \un hat und die Wand des rohrförmigen Körpers eine Dicke von 0,254 mm hat.

9. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie (70, 80, 80a) und die Schicht (54,54', 82,82a) beide eine rechteckige Form haben und die Schicht schmäler als die Folie ist und sich von den entgegengesetzten Seitenkanten (74, 76, 87, 88) der Folie, wenn sie mit dieser haftend verbunden ist, in Abstand befindet.